日本落葉松半同胞家系生長(zhǎng)變異研究

葛清鋒　曾美　侯義梅

摘要：以建始縣長(zhǎng)嶺崗林場(chǎng)17 a生日本落葉松種子園半同胞家系試驗(yàn)林為研究對(duì)象，研究不同家系間生長(zhǎng)性狀的遺傳變異和相關(guān)性，選擇出優(yōu)良家系并對(duì)早期選擇的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，為日本落葉松遺傳改良提供材料。結(jié)果表明： 各家系之間胸徑、樹(shù)高和材積的生長(zhǎng)差異均達(dá)到極顯著水平;6 a生與17 a生胸徑、樹(shù)高、材積之間的相關(guān)系數(shù)在0.541～0.947之間，呈極顯著正相關(guān);日本落葉松家系6 a生早期選擇結(jié)果與17 a生選擇結(jié)果基本一致;以17 a生材積為選擇指標(biāo)，選出排名前10位的優(yōu)良家系，胸徑、樹(shù)高和材積的遺傳增益分別達(dá)到3.03%、1.77%和7.11%。

關(guān)鍵詞：日本落葉松;種子園;半同胞家系;子代選擇

中圖分類號(hào)：S794 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-3020（2022）03-0006-05

Study on Growth Variation of Larix kaempferi?Half-Sib Families

Ge Qingfeng Zeng Mei Hou Yimei

（1. Jianshi County Wildlife Protection and Nature Reserve Management StationEnshi445300;

2.Jianshi County Forestry Investigation Planning and Design TeamEnshi445300;

3.Jianshi County Forestry Research InstituteEnshi445300）

Abstract：17-year-old half-sib families of Larix kaempferi?seed orchard were researched in Changlinggang Forest Farm of Jianshi County. To study the genetic variation and correlation of growth traits among different families， select excellent families and verify the results of early selection， so as to provide materials for genetic improvement of L. kaempferi. The results showed that there were significant differences in DBH， height and volume among families. Correlation analysis results indicated that there were significant positive correlation amang growth traits between 6-year-old and 17-year-old and correlation coefficients ranged from 0.541 to 0.947. The early selection results of 6-year-old families were basically consistent with those of 17-year-old families; Taking volume as the selection index， the genetic gains of DBH， height and volume of the top 10 families of 17-year-old students reached 3.03%， 1.77% and 7.11% respectively.

Key words：Larix kaempferi;seed orchard; half-sib family; offspring selection

日本落葉松Larix kaempferi是中北亞熱帶亞高山區(qū)造林的主要樹(shù)種之一。為深入研究該區(qū)域日本落葉松遺傳變異規(guī)律，加快日本落葉松遺傳改良的步伐，加速選育進(jìn)程、縮短選育周期，提高良種使用率，1988年經(jīng)原國(guó)家林業(yè)部批準(zhǔn)，在湖北省恩施州建始縣長(zhǎng)嶺崗營(yíng)建了當(dāng)時(shí)中國(guó)南方唯一一處日本落葉松種子園[1]。2004年對(duì)種子園中結(jié)實(shí)的39個(gè)無(wú)性系進(jìn)行單采單育，建立測(cè)定林并對(duì)其生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀測(cè)。本研究在對(duì)6 a生與17 a生試驗(yàn)林的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)上，開(kāi)展優(yōu)良家系選擇，為日本落葉松良種生產(chǎn)利用和種子園疏伐改造提供依據(jù)，助力本區(qū)域日本落葉松產(chǎn)業(yè)升級(jí)和育種世代升級(jí)。

1試驗(yàn)地概況

建始縣國(guó)有長(zhǎng)嶺崗林場(chǎng)，地處東經(jīng)110°3′，北緯30°48′，海拔1 650 m，坡度5°，坡位中部，坡向東南，土壤為山地黃棕壤，年均溫為9 ℃，極端最低溫-10 ℃，極端最高溫29 ℃，7月平均氣溫22.2 ℃，年大于10 ℃積溫為2 200～2 300 ℃，年降雨量1 500～1 800 mm，全年無(wú)霜期203 d，日照時(shí)數(shù)1 532.9 h [2]。

2材料與方法

2.1材料

試驗(yàn)中的39個(gè)半同胞家系種子來(lái)源于1988～1997年在建始縣長(zhǎng)嶺崗建立的日本落葉松無(wú)性系種子園，母樹(shù)林混合種子來(lái)源于1978～1979年建始縣長(zhǎng)嶺崗從1960年造林的日本落葉松林分中選出的20株優(yōu)樹(shù)通過(guò)嫁接建立的日本落葉松母樹(shù)林，速生豐產(chǎn)林混合種子來(lái)源于1985～1986年?duì)I造的日本落葉松速生豐產(chǎn)用材林。2004年分別采種，2007年3月利用2 a生苗木造林，面積共2 km。

2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)，16株小區(qū)（8株2行），株行距為2 m×2 m[3]。

2.3生長(zhǎng)調(diào)查

試驗(yàn)林建成后不定期地開(kāi)展了定株調(diào)查，測(cè)定胸徑和樹(shù)高指標(biāo)，并采用宜昌地區(qū)日本落葉松二元材積式計(jì)算單木材積[4]：

2.4統(tǒng)計(jì)分析方法

采用混合線性模型進(jìn)行方差分析，由于每個(gè)家系在不同的區(qū)組內(nèi)保留株數(shù)不同，因此選擇SAS GLM過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，方差分量采用PROC VARCOMP計(jì)算。采用Pearson相關(guān)分析檢驗(yàn)6 a生與17 a生林分生長(zhǎng)量指標(biāo)的相關(guān)性。利用單株生長(zhǎng)數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析[5]。

3結(jié)果分析

3.1表型變異分析

家系試驗(yàn)林17 a生平均胸徑為15.06 cm，平均樹(shù)高為12.98 m，平均材積為0.116 4 m，變異系數(shù)在18.10%～50.60%，材積的變異最大（表1）。

3.2方差分析及遺傳參數(shù)估算

方差分析結(jié)果表明（表2），3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)在家系間均存在極顯著差異。區(qū)組間胸徑存在極顯著差異，樹(shù)高和材積無(wú)差異。區(qū)組×家系的互作效應(yīng)對(duì)胸徑和樹(shù)高這兩個(gè)指標(biāo)具有顯著的影響。

由表3中方差分量的估算結(jié)果可知，環(huán)境方差最大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于家系方差和家系×區(qū)組方差，說(shuō)明生長(zhǎng)指標(biāo)主要受環(huán)境的影響[5]。3個(gè)指標(biāo)的家系遺傳力均在0.4左右，受中度遺傳控制，家系之間的選擇潛力較大，其中樹(shù)高的遺傳力最大為0.49，材積最小為0.36。

3.3優(yōu)良家系選擇

家系測(cè)定林中，種子園子代與母樹(shù)林混合子代的胸徑、樹(shù)高和材積均明顯高于速豐林子代，種子園子代樹(shù)高生長(zhǎng)與母樹(shù)林混合子代的表現(xiàn)較為接近，胸徑和材積高于母樹(shù)林混合子代（圖1）。

在種子園子代中，胸徑、樹(shù)高和材積表現(xiàn)最好的家系均為58號(hào)，分別高出速生豐產(chǎn)林混合子代46.39%、40.44%和150.84%，與母樹(shù)林混合子代相比提高25.18%、13.71%和67.65%。以材積為選擇指標(biāo)，排名前10位的家系如表4所示，胸徑、樹(shù)高和材積的遺傳增益分別達(dá)到3.03%、1.77%和7.11%。

3.4生長(zhǎng)性狀的早晚相關(guān)分析

對(duì)6 a生與17 a生生長(zhǎng)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析（表5）。6 a生胸徑、樹(shù)高和材積與17 a生胸徑、樹(shù)高和材積的相關(guān)系數(shù)在0.541～0.947之間，均呈極顯著正相關(guān)，這一結(jié)果表明6 a生的生長(zhǎng)性狀與17 a生的生長(zhǎng)性狀之間存在著十分緊密的相關(guān)性。

3.5生長(zhǎng)性狀早期選擇及其驗(yàn)證

根據(jù)生長(zhǎng)性狀的早-晚相關(guān)分析結(jié)果，胸徑性狀在林齡為6 a時(shí)可進(jìn)行早期選擇[6]。因此，本研究對(duì)各家系林齡為6 a時(shí)的胸徑以及17 a時(shí)的胸徑、樹(shù)高、材積進(jìn)行比較，對(duì)生長(zhǎng)性狀進(jìn)行早期選擇的驗(yàn)證。

田志和等研究結(jié)果表明在中等或中等以上立地上，日本落葉松紙漿材的輪伐期為15～17 a[7]，因此將17年作為本研究中試驗(yàn)林的成熟齡，以17 a 生時(shí)的生長(zhǎng)性狀為目標(biāo)性狀，對(duì)日本落葉松胸徑性狀進(jìn)行早期選擇的驗(yàn)證，從表6中可以得出，6 a生選擇出的10個(gè)優(yōu)良家系，與17 a生時(shí)胸徑性狀選擇出的8個(gè)優(yōu)良家系完全重疊，成功率為80%;與17 a生時(shí)材積性狀選擇出的7個(gè)優(yōu)良家系完全重疊，成功率為70%。以上結(jié)果說(shuō)明，日本落葉松家系6 a生胸徑性狀早期選擇效果的準(zhǔn)確性很高。

4結(jié)論與討論

（1）家系測(cè)定林中，種子園子代與母樹(shù)林混合子代的胸徑、樹(shù)高和材積均明顯高于對(duì)照，種子園子代樹(shù)高生長(zhǎng)與母樹(shù)林混合子代的表現(xiàn)較為接近，胸徑和材積高于母樹(shù)林混合子代，表明通過(guò)早期選優(yōu)建立的種子園遺傳改良的效果是顯著的。

（2）在種子園子代中，胸徑、樹(shù)高和材積表現(xiàn)最好的家系均為58號(hào)，分別高出速生豐產(chǎn)林混合子代46.39%、40.44%和150.84%，與母樹(shù)林混合子代相比提高25.18%、13.71%和67.65%。以材積為選擇指標(biāo)選出排名前10位的家系，胸徑、樹(shù)高和材積的遺傳增益分別達(dá)到3.03%、1.77%和7.11%。

（3）6 a生胸徑、樹(shù)高和材積與17 a生胸徑、樹(shù)高和材積呈極顯著正相關(guān);日本落葉松家系6 a生早期選擇結(jié)果與17 a生選擇結(jié)果基本一致，成功率為70%。前期對(duì)日本落葉松家系和無(wú)性系早期選擇研究的結(jié)果均表明，胸徑的早期選擇時(shí)間在6～7 a生[6，8]，本研究結(jié)果與上述結(jié)論基本一致。

（4）選擇出的優(yōu)良家系可作為對(duì)已建立的日本落葉松種子園進(jìn)行去劣疏伐的依據(jù)。在選擇優(yōu)良家系的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)家系內(nèi)的個(gè)體進(jìn)行選擇，選擇出優(yōu)良單株，作為高世代種子園建園的材料，為良種的推廣運(yùn)用提供科學(xué)依據(jù)。

（5）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)林的保護(hù)并提高利用效率，進(jìn)一步根據(jù)生產(chǎn)需求制定育種策略，確定育種目標(biāo)，進(jìn)一步開(kāi)展材質(zhì)、抗性等多性狀綜合選擇，為該區(qū)域日本落葉松的遺傳改良奠定基礎(chǔ)[9]。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：唐嵐）